Physikprojekte

[J. S. (engineer)]

Walter T. schrieb:
> Und dass mir
> selbst Projekt-Beschreibungen über Video massiv auf die Nerven gehen,
> weil das Tempo eigentlich immer unpassend ist (meist zu langsam).

... mithin ein Grund warum ich kaum Videos schaue: Das Tempo passt 
nicht. Wirklich anspruchsvolle Dinge zu präsentieren erfordert einen 
gleichen Wissenstand bei den Zuhörern. Das klappt in Schulen und Unis, 
wo alle langsam kontinuierlich hochgezogen werden. Das breite Publikum 
ist sehr heterogen informiert und hat daher verteilte Lücken. D.h. jeder 
hat eine andere Stelle, an der es bei ihm klemmt. Daher sind Texte 
besser, die man 3-4 mal langsam lesen kann, Seiten verblättern und hin- 
und herschauen kann.

Videos dudeln mit dem Tempo, mit dem der Präsentator eben spricht. Das 
ist zu 90% nicht passend- oft ist es zu langsam und an den wenigen 
interessanten Stellen zu schnell und zu oberflächlich. Meistens sind sie 
auch schlecht vorbereitet, es gibt kein Script, die Macher bringen viel 
zu viel Redundanz, produzieren trotzdem Lücken und hüpfen didaktisch hin 
und her.

Das taugt nur, um die Bedienung von Staubsaugern zu erklären :-)

(Ich werte das aus meiner Erfahrung mit Tonaufnahmen für Hörbücher und 
der Arbeit mit Synchronsprechern und Schauspielern bei TV-Produktionen).

[Christoph E. (stoppi)]

Ich möchte ja den Halleffekt mit Kupfer und mit Bismut überprüfen. Als 
Kupferplättchen verwende ich einfach eine einseitige Kupferplatine. 
Deren Kupferschicht dürfte wohl rund 35 µm dick sein. Da Kupfer aber 
eine sehr niedrige Hallkonstante hat und die Hallspannungen daher nur im 
niedrigen µV-Bereich liegen, benötige ich einen starken Verstärker.

Auf der Seite Elektronik-Labor von Burkhard Kainka bin ich auf eben 
diesen Versuch und den Schaltplan eines Verstärkers mit dem LM358 
gestoßen.

Link: https://www.elektronik-labor.de/Notizen/Halleffekt.html

Die Schaltung habe ich gleich nachgebaut und schon getestet. Leider ist 
das Ganze weit komplizierter als erhofft. Stelle ich mit dem 
Potentiometer eine niedrige Ausgangsspannung ein, so schwankt diese 
stärker (im 10 mV-Bereich) bzw. driftet. Bei höher eingestellter 
Ausgangsspannung ist diese dann "ruhiger", aber die Hallsonde spricht 
nicht wirklich auf einen Magneten unterhalb dieser an. Es sollte bei 1A 
durch die Hallsonde und einer 6667-fachen Verstärkung ein 
Spannungsunterschied von ca. 7 mV zu messen sein, wenn man den Magneten 
umdreht (reine Hallspannung also 3.5 mV).

Damit die Ausgangsspannung noch stabiler ist, lese ich sie mit einem 
Arduino + ADS1115 ADC ein und bilde den Mittelwert aus 1000 Messungen. 
Aber irgendwie passen die Messwerte nicht bzw. zeigen keine richtige 
Abhängigkeit vom Magneten. Dessen Flussdichte habe ich mit 0.36 T 
bestimmt.

Problem ist, dass die Störeinflüsse (Thermospannungen, 
Induktionsspannungen usw.) deutlich größer als die Hallspannung sind.

Ich habe schon B. Kainka kontaktiert und dieser hat mir netterweise auch 
schon geantwortet. Auch er berichtet von Schwierigkeiten mit der 
Schaltung.

Ich werde der Sache aber noch weiter nachgehen. Bismut hat eine 10000 
mal größere Hallkonstante. Bei einer angenommenen Dicke des 
Bismutplättchens von 1 mm (gegenüber 35 µm vom Kupfer), müsste die 
Hallspannung trotzdem ca. 333 mal größer sein und somit schon ohne 
Verstärkung im mV-Bereich liegen.

Vielleicht möchte ja einer von euch sich auch an dem Kupfer-Hallelement 
versuchen und dann hier berichten ;-) Lötplan hänge ich an...

[Bernhard S. (gmb)]

Der LM358 hat recht viel Input Offset Voltage im mV Bereich und Drift 
(7µV/Grad). Diese Spannungen werden ja mit verstärkt. Für Verstärkung 
kleiner DC Spannungen wären besser Offset-arme OPVs wie z.B. OP27 u.ä. 
zu verwenden.

[Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)]

Das geht mit starken Magneten, die so etwas können:
https://www.diktieren24.de/Loeschmagnet-fuer-alle-Mini-und-Mikrokassetten

Um den DC-Offset auszutricksen, gibt es das Prinzip des 
Chopper-Verstärkers. Das bedeutet den Srom durch den Hallsensorstreifen 
polst Du mehrfach um. Du verstärkst dann nur die Wechselspannung in der 
ersten Stufe. Je größer die Hallspannung wird, desto größer wird auch 
die Wechselspannung.

[Christoph E. (stoppi)]

Danke für eure Hinweise, Bernhard & Dieter

Ich habe es jetzt einmal mit meinem µV-Meter probiert. Dieses verwendet 
einen AD8551 bzw. MAX4238. Beide haben eine extrem niedrige input offset 
voltage von nur rund 1 µV.

An den Ausgang des Verstärkers hängte ich meinen ADS1115 + Arduino. Mit 
diesem lese ich 1000 Spannungswerte ein und bilde den Mittelwert. Das 
beruhigt die Messung noch zusätzlich und erhöht die Genauigkeit. Mit 
dieser Methode konnte ich dann tatsächlich den Halleffekt bei Kupfer 
messen. Durch Umdrehen des Magneten änderte sich meine Ausgangsspannung 
um ca. 4 mV. Laut Theorie sollten es 6 mV sein. Das passt also schon 
ziemlich gut.

Jetzt warte ich noch auf das Bismut, um damit ebenfalls die Hallspannung 
zu messen. Damit dürften die Probleme aber deutlich geringer sein, da 
viel höhere Spannungen zu erwarten sind. Das Bismut werde ich schmelzen 
und dann ein dünnes Plättchen formen. Bin schon gespannt, wie gut mir 
dies glückt...

Die Teile für das Hagen-Poiseuille-Gesetz sind auch schon alle 
eingetroffen. Die Ergebnisse dazu liefere ich noch nach.

[Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)]

Christoph E. schrieb:
> Jetzt warte ich noch auf das Bismut,

Was auch noch ginge, wäre eine Platine vorzubereiten und die Strombahn 
auf das Pertinax mit Leitsilber aufzutragen. Die Leitfläche wäre dann 
noch wesentlich dünner als die 35µ des Kupfers.

[Christoph E. (stoppi)]

Danke für den Tipp, Dieter. Du meinst die mit Leitsilber aufgetragene 
Schicht ist dann dünner als 35 µm?

Hier noch mein einfacher Versuch zum Hagen-Poiseuille-Gesetz, welches 
besagt, dass der Volumsfluss V/t proportional zum Radius hoch 4 des 
Rohrs ist. Bei meinem Aufbau mit dem Y-Stück ist ja der zeitliche 
Druckverlauf p(t) und auch die Durchflussdauer t für beide Rohre gleich 
und daher auch die Volumina V proportional zu r^4. Bei den verwendeten 
Rohrdurchmesser von 2 bzw. 3 mm würde man also ein Verhältnis von 1.5^4 
= ca. 5 erwarten. Ich habe 55 ml zu 12 ml experimentell ermittelt, also 
ein Verhältnis von 4.58.

Es ist gar nicht so einfach bei so dünnen Schläuchen einen ungehinderten 
Wasserfluss zu garantieren. Musste dafür manchmal einen der beiden 
Schläuche kurz zuhalten bzw. daran saugen.

Hier auf meiner Homepage gibt es mehr Informationen dazu und auch eine 
kurze Herleitung des Hagen-Poiseuille-Gesetzes, die mich an meine 
Prüfung in Experimentalphysik 1 vor mehr als 30 Jahren erinnert: 
https://stoppi-homemade-physics.de/hagen-poiseuille-gesetz/

Wer sich noch das Video zum Thomsonringversuch anschauen möchte, dieses 
habe ich heute online gestellt: 
https://www.youtube.com/watch?v=Mj3Ne8xF-l8

Der Wirkungsgrad ist aber wie schon erwähnt grottenschlecht und daher 
die erzielte Ringgeschwindigkeit mit 54 km/h mehr als bescheiden.

Jetzt warte ich noch auf meine "Edison-vintage-Glühbirnen" mit geringer 
Neonfüllung für den Plasmatoroid-Versuch. Da habe ich mittlerweile die 
3te Glühbirne bestellt, da die beiden ersten aus China scheinbar bei mir 
nicht ankommen wollen...

Link: https://www.amazon.de/gp/product/B08182GPH7/

[Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)]

Christoph E. schrieb:
> Du meinst die mit Leitsilber aufgetragene
> Schicht ist dann dünner als 35 µm?

Genau. Setzt aber voraus es wird nicht mehrmals zu dick aufgetragen.

[Christoph E. (stoppi)]

Gestern sind die bestellten Teile für die Wasserrakete(n) von der Firma 
Klima angekommen. Beim Auspacken hatte ich tatkräftige Unterstützung vom 
Hund der Tochter...

Hat mich inkl. Versand nur 21 Euro gekostet. Bei dem Preis wäre es total 
unwirtschaftlich, mir eigene Teile auszudrucken bzw. zu basteln. 
Praktisch sind auch die Schaumgummispitzen, welche erstens einen Schutz 
beim Aufprall bieten und zudem aerodynamisch eine Verbesserung 
darstellen.

Link: 
https://www.raketenmodellbau-klima.de/AquaStarParty.htm?shop=raketenklima&SessionId=&a=article&ProdNr=6044%5FPP&t=23&c=34&p=34

Ich habe ja mit meinen Schülern den Flug der Wasserrakete mit der 
Software Vimps analysiert. Dabei kommt man auf eine Startgeschwindigkeit 
von immerhin 190 km/h.

Ich werde im Keller noch nach einem Bremsgriff und einem Lenker suchen, 
damit die Auslösung des Starts bequem über einen Handgriff erfolgt. Beim 
Innendruck werde ich bis ca. 6-7 bar gehen. Damit bleibe ich hoffentlich 
noch auf der sicheren Seite.

Ich habe noch ein weiteres Wasserraketenset von Rokit aus England. 
Dieses löst aber automatisch bei einem bestimmten Innendruck aus, wenn 
der Schlauchanschluss aus dem Gummi gedrückt wird. Die so erzielbaren 
Höhen werden wohl geringer sein.

Link: https://www.getdigital.de/rokit-flaschenraketen-set.html

Wenn ich erste Starts durchgeführt habe, kann ich ja davon berichten...

[Christoph E. (stoppi)]

So, ich war im Keller und bin auch fündig geworden. Habe den 
Schaltbremshebel und den Lenker mit der Säge bearbeitet. Die Auslösung 
der Rakete funktioniert aber (scheinbar) reibungslos und bequem ohne 
störende Seitenkräfte...

Durch Erinnerung an meine Experimentalphysikvorlesungen ist mir wieder 
das Wiedemann-Franzsche-Gesetz eingefallen. Es verknüpft die 
Wärmeleitfähigkeit lambda mit der elektrischen Leitfähigkeit sigma. 
Beide Größen sind direkt proportional, was ja auch einleuchtet. Ein 
guter elektrischer Leiter wie z.B. Metalle ist auch ein guter 
Wärmeleiter und vice versa.

Ich habe mir auch schon Gedanken zum Versuchsaufbau gemacht. Die 
elektrische Leitfähigkeit bestimme ich wie gewohnt mit einer 
Konstantstromquelle (1 A), wobei ich den Spannungsabfall U am 
Aluminiumstab messe. Dieser ist dann gleich dem elektrischen Widerstand 
R. Durch Messung vonn Querschnitt A und Länge L komme ich auf den 
spezifischen Widerstand ro bzw. die elektrische Leitfähigkeit sigma = 1 
/ ro.

Die Wärmeleitfähigkeit messe ich mit einer auf den Aluminiumstab 
aufgebrachten Heizplatte. Das andere Ende taucht in ein Wasserbad. Für 
die zugeführte elektrische Leistung P gilt dann: P = U * I = lambda * A 
* (T1 - T2) / L mit der Querschnittsfläche A und dem 
Temperaturunterschied T1 - T2 entlang der Länge L.

Jetzt hängt laut Wiedemann-Franz-Gesetz sigma/lambda von der Temperatur 
T ab und lambda bestimme ich über einen Temperaturgradienten. Da werde 
ich dann wohl eine mittlere Temperatur in die Formel einsetzen. Ziel ist 
es, den Proportionalitätsfaktor L (keine Länge jetzt) zwischen lambda 
und sigma * T, die sog. Lorenzzahl experimentell zu ermitteln. In dieser 
steckt die Elementarladung e und die Boltzmannkonstante k_B.

Ich weiß, dass dieser experimentelle Aufbau zur Bestimmung der 
Wärmeleitfähigkeit lambda Schwächen hat, aber es geht mir wie immer mehr 
ums Prinzip als um die letzte Genauigkeit. Wenn aber jemand von euch 
einen anderen Vorschlag hat, um die Wärmeleitfähigkeit zu bestimmen, nur 
her damit und danke dafür...

Heizplatte habe ich bereits über ebay bestellt und die Alurundstange (15 
mm Durchmesser) werde ich im Baumarkt besorgen. Wärmeleitkleber müsste 
ich noch von meinem Versuch zur Bestimmung der Bandlücke von Germanium 
haben. So nutze ich meine bereits getätigten Physikeinkäufe ideal aus 
;-)

[Christoph E. (stoppi)]

Die elektrische Leitfähigkeit von Aluminium konnte ich mittlerweile zu 
3.71 * 10^7 1/Ohm*m bestimmen. Der Sollwert liegt bei 3.77 * 10^7, also 
wirklich sehr knapp daneben.

Ich musste aber für die Messung der geringen Spannung mein µV-Meter 
(gain = 1000) nehmen, mein Multimeter war mit seiner 0.1 mV-Auflösung zu 
ungenau. Der Widerstand des 4 mm dicken und 40 cm langen Aluminiumstabs 
lag bei 0.858 mOhm. Entsprechend lag die bei 1 A abfallende Spannung 
ebenso bei 0.858 mV.

Jetzt warte ich auf die Heizplatte aus China, dann kann ich die 
Wärmeleitfähigkeit von Aluminium bestimmen.

In der Zwischenzeit ist auch die Retro-Glühbirne mit geringer 
Edelgasfüllung heil angekommen. Diese bildet ja das Herzstück meines 
simplen Plasmatoroids. Den Versuch dazu werde ich wohl am Wochenende 
durchführen...

[Christoph E. (stoppi)]

Heute habe ich den Alu-4-Kantstab mit 12 mm Seitenlänge und ein 
Isolierrohr im Baumarkt für die Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit von 
Aluminium besorgt. Und dann habe ich noch einen ersten Versuch mit 
meiner Neon-Glühbirne zum Experiment "Plasmatoroid" unternommen.

Die Schaltung hat sich als etwas zickig herausgestellt. Nur wenn ich die 
Primärspule verbiege und verstelle, erscheint dann hin und wieder das 
ringförmige Plasma. Bei zwei Versuchen hatte ich sogar einen ziemlich 
kräftigen, eher weißen Ring. Leider konnte ich diesen bisher nicht mehr 
reproduzieren. Ich werde mich aber noch mit der Schaltung spielen und 
verschiedene Spulen probieren. Gegebenenfalls erhöhe ich auch noch die 
Schwingkreiskapazität (derzeit 150 pF), um die Frequenz zu drücken. Über 
10 MHz sind halt kein Pappenstiel für die IRFP260...

[J. S. (engineer)]

Dieter D. schrieb:
> Das geht mit starken Magneten, die so etwas können:

Wenn benötigt, würde ich zu den Neodym-Magneten raten, die auf EBAY 
vertickt werden. Ich habe da einige mit 30mm x 30mm x 10mm. Die haben 
gewaltige Felder und halten sie auch! Wenn sich zwei von den "geküsst" 
haben, kriegt man die praktisch nicht mehr auseinander.

[Christoph E. (stoppi)]

Da Schüler (und ich) ja gerne mit Sachen schießen hier noch ein 
Vorschlag für das Physiklabor zum Thema "schiefer Wurf". Benötigt werden 
nur wenige Legoteile wie spring shooter (15400), passende Pfeile 
(15303), eine hinge plate 2x4 (3149c01) und ein gewöhnlicher 2x4 brick 
(3001). Deshalb kann dieser Schussapparat auch mehrfach günstig fürs 
Labor angeschafft werden.

Die Schussweite hat mich positiv überrascht. Aufgabe ist es, die 
Schussweite für verschiedene Abschusswinkel zu bestimmen. Am besten, man 
wiederholt pro Abschusswinkel den Abschuss 5x und bildet dann den 
Mittelwert. Zuletzt zeichnet man den Graphen w(alpha) und bestimmt das 
Maximum. Wer noch möchte, kann ja dann aus der Schussweite noch die 
Abschussgeschwindigkeit v berechnen mittels der simplen Formel w = v²/g.

Während die Legoteile für den Physiksaal geeignet sind, muss man die 
Trinkhalmrakete draußen im Freien starten. Denn mit dieser erzielt man 
Flugweiten von bis zu 30 m und mehr. Auch für diese Rakete benötigt man 
nicht viel. Nur eine Fahrradpumpe, ein Messingrohr welches gut in die 
Pumpenöffnung passt und vom Gummi dort abgedichtet wird, ein dicker 
Trinkhalm wie jener von Mc Donalds, Papier für die Leitwerke und etwas 
Plastilin/Knetmasse. Die Knetmasse kommt oben in die Spitze des 
Trinkhalms. Dann stülpt man die Rakete über das Messingrohr und drückt 
die Knetmasse fest ins Rohr. Wenn man jetzt die Pumpe sehr schnell 
komprimiert, löst sich bei einem bestimmten Druck die Rakete und saust 
schnell davon. Auch hier sollen die Schüler wieder die Flugweite in 
Abhängigkeit vom Abschusswinkel bestimmen und dann den optimalen 
Abschusswinkel bzw. die maximale Schussweite ermitteln.

Zum Schluss noch zwei EXCEL-Simulationen zum schiefen Wurf ohne und mit 
Luftwiderstand...

[Christoph E. (stoppi)]

Einen Versuch zum Magnus-Effekt hätte ich noch und zwar den 
Flettnerrotor. Dabei wird ein rotierender Zylinder in eine Luftströmung 
gebracht und erfährt eine Querkraft zur Luftströmung. Grund ist der 
geringere dynamische Druck und der höhere statische Druck auf der der 
Seite, wo die Zylinderoberfläche sich genau gegen die Luftströmung 
bewegt. Bewegt sie sich mit dieser mit (andere Seite), so sind 
dynamischer Druck groß und entsprechend der statische Druck klein.

Die Teile habe ich über ebay.com zusammengetragen bzw. beim (letzten) 
Elektronikgeschäft vor Ort (Neuhold-Elektronik: 
https://www.neuhold-elektronik.at/catshop/) besorgt.

Für die Luftströmung verwende ich meinen "Windmacher", welcher bisher 
bei meinem Windkanal zur cw-Bestimmung zum Einsatz kam. Damit kann ich 
Windgeschwindigkeiten bis ca. 85 km/h erzeugen.

Den gesamten Aufbau des Flettnerrotors stelle ich auf eine Waage und 
bestimme die Gewichtszunahme bzw. -abnahme. Da muss ich aber noch 
experimentell ermitteln, ob mir der reine Luftwiderstand und ein daraus 
resultierendes Drehmoment noch einen Strich durch die Rechnung macht. 
Falls ja, muss ich mir etwas anderes überlegen.

Ich bin vor Jahren einmal über eine Jugend-Forscht-Arbeit genau zu 
diesem Thema gestoßen. Soweit ich mich noch erinnere, war der 
Magnuseffekt am größten, wenn die Zylindergeschwindigkeit der 4-fachen 
Windgeschwindigkeit entsprach. Mal schauen, ob ich dies bestätigen kann. 
Hat jemand von euch vielleicht noch diese Jugend-forscht-Arbeit zum 
Flettnerrotor? Danke im voraus...

[Christoph E. (stoppi)]

Nachdem die k-type Thermofühler und die Heizplatte zuletzt angekommen 
sind, konnte ich den Aufbau zur Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit von 
Aluminium fertigstellen. Wärmeisoliert habe ich das ganze noch mit 
Moosgummi bzw. Isolierrohr. Wenn ich erste Messresultate für lambda 
habe, reiche ich diese nach.

Zum Aufbau des Flettnerrotors: Wenn ich zuerst die Windmaschine auf die 
gewünschte Geschwindigkeit einschalte, dann die Waage auf Null setze und 
erst zum Schluss den Zylinder in Drehung versetze, müsste ich eigentlich 
den reinen Magnus-Effekt mit der Waage messen können. Mal schauen, ob 
das so klappt...

[Christoph E. (stoppi)]

Heute am Tag des Herren konnte ich den Versuch zur Wärmeleitfähigkeit 
von Aluminium durchführen. Bei einer Leistung der Heizplatte von rund 20 
W schmolz mir der Mossgummi. Zudem hatte ich bei dieser hohen Temperatur 
logischerweise die größten Wärmeverluste an die Umgebung und daher wich 
die experimentell bestimmte Wärmeleitfähigkeit lambda am deutlichsten 
vom Sollwert ab. Ich erhielt bei 20W Heizleistung ein lambda = 516 
W/m*K. Der Sollwert für Aluminium liegt bei nur 236 W/m*K.

Daher reduzierte ich die Heizleistung in mehreren Schritten bis runter 
auf 0.46 W. Die ermittelten Wärmeleitfähigkeiten passten aufgrund der 
geringer werdenden Wärmeverluste immer besser mit dem theoretischen Wert 
überein. Obwohl ich letztendlich dennoch eine erhebliche Abweichung 
hatte:

Experiment: lambda = 372.7 W/m*K
Theorie: lambda = 236 W/m*K

Noch weiter runter kann ich nicht wirklich mit der Heizleistung. 
Vielleicht überlege ich mir noch einen anderen experimentellen Ansatz.

Die von mir experimentell bestimmte Lorenzzahl L liegt bei 3.43 * 10^-8 
V²/K². Der Sollwert liegt zwischen 2.1 - 2.9 * 10^-8 V²/K².

Das Wiedermann-Franz-Gesetz 
(https://de.wikipedia.org/wiki/Wiedemann-Franzsches_Gesetz) lautet: 
lambda / sigma = L * T

lambda.... Wärmeleitfähigkeit, sigma.... elektrische Leitfähigkeit, 
L....Lorenzzahl, T....Temperatur

Abschließend kann ich aber sagen, dass mir dieser Versuch eine Freude 
bereitet hat. Man sieht aber wieder einmal, dass sich Theorie 
experimentell nicht ganz einfach beweisen lässt. Was hat mich dieser 
Spaß gekostet? Für die Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeit gab ich 
inkl. µV-Meter um die 25 Euro aus, die Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit 
kostete mich 55 Euro, also in Summe 80 Euro...

[Christoph E. (stoppi)]

Für den Flettnerrotor habe ich Zylinder zum 3d-drucken in Auftrag 
gegeben. Die Motorhalterung werde ich mit Matador-Holzelementen basteln 
(https://www.matador.at/Produkte/Explorer-5/Einzelteile-Ersatzteile:::1_3_55.html).

Zum Thema physikalische Extremwertaufgabe habe ich noch einen schönen 
und einfachen Versuch. Dieser benötigt eine Matador-Holzleiste mit 19 
Löchern 
(https://www.matador.at/Produkte/Explorer-5/Einzelteile-Ersatzteile/Streben/19er-Streben::72.html). 
Von den Schülern ist die Periodendauer dieses physikalischen Pendels für 
verschiedene Aufhängepunkte zu bestimmen. Bei einem bestimmten Abstand s 
= Wurzel(I_S/m) ist die Periodendauer minimal und das physikalische 
Pendel schwingt am schnellsten. Im konkreten Experiment ist dies für s = 
11.4 cm der Fall. Das Trägheitsmoment I_S um den Schwerpunkt kann sowohl 
experimentell über die Periodendauer, als auch theoretisch mittels der 
Formel für eine dünne Holzleiste bestimmt und verglichen werden. In 
meinem Fall erhalte ich fast identische Werte im Bereich von 0.0003 
kg*m².

[Christoph E. (stoppi)]

Lustig, in einem anderen Beitrag hier im Forum wurde gerade nach Bismut 
gesucht. Für meinen Halleffekt-Versuch benötige ich auch Bismut und 
dieses ist diese Woche auch bei mir eingetroffen. Bekommt man auf Amazon 
günstig zu kaufen: 
https://www.amazon.de/Bismut-Wismut-Kristall-Kristalle-Angelk%C3%B6der/dp/B07BLS5JHK/

Die Hallkonstante von Bismut ist mit 5 * 10^-7 m³/C extrem groß. Zum 
Vergleich: Jene von Kupfer beträgt nur 5.3 * 10^-11 m³/C. Daher benötigt 
man zum Nachweis des Halleffekts nur ein gewöhnliches Multimeter und 
keinen Verstärker.

Das Bismutplättchen habe ich mittels zweier Glasbecher geformt, indem 
das geschmolzene Bismuut mit beiden Glasböden zusammengedrückt wird. 
Leider gingen mir dabei beide Trinkgläser zu Bruch. Also: Unbedingt 
hitzebeständiges Borosilikatglas verwenden!

Die Dicke meines Plättchens beträgt rund 2 mm, ist also verhältnismäßig 
dick. Daher ist die zu erwartende Hallspannung gering und sollte bei 
einer Stromstärke von 2 A und einer Flussdichte von 0.36 T nur bei 0.18 
mV liegen. Gerade groß genug für ein Multimeter.

Ich konnte tatsächlich eine Spannungsänderung von +/- 0.1 mV 
feststellen, wenn ich den Magneten dem Bismutplättchen näherte bzw. 
umgedreht näherte. Eventuell besorge ich mir aber noch 250 ml 
Bechergläser, damit ich deutlich dünnere Plättchen herstellen kann. Denn 
Trinkgläser sind mir zuhause wie oben erwähnt ausgegangen ;-)

[Jack V. (jackv)]

Christoph E. schrieb:
> Also: Unbedingt
> hitzebeständiges Borosilikatglas verwenden!

Auch das wird dir zerspringen, wenn du es an einer recht scharf 
abgegrenzten Stelle mit der Temperatur geschmolzenen Bismuts 
beaufschlagst.

[Christoph E. (stoppi)]

@Jack: Mal schauen, hitzebeständige Bechergläser für den 
Chemieunterricht müssen ja auch Bunsenbrennerflammen aushalten. Jetzt 
habe ich zumindest einen angebrannten Fleck auf meinem Küchenboden als 
kleine Erinnerung an den Versuch...

Habe gestern den Versuch zum Halleffekt mit dem Bismutplättchen und 
meinem µV-Meter wiederholt, da ja die zu erwartenden Hallspannungen im 
Bereich der Multimeter-Auflösung liegen.

Eingestellt habe ich eine Verstärkung von 1000. Bei Annäherung des 
Magneten mit B = ca. 0.36 T und einer Stromstärke von 1 A erhalte ich 
eine Änderung der Spannung (= Hallspannung) im Bereich von 0.2-0.25 V 
entsprechend also 0.2-0.25 mV. Ich habe die Dicke des Bismutplättchens 
nocheinmal gemessen und komme auf rund 1 mm. Daher sollte die 
Hallspannung bei +/- 0.18 mV liegen. Das passt also ziemlich perfekt, 
Heureka :-)

Mehr Informationen: https://stoppi-homemade-physics.de/halleffekt/

[Christoph E. (stoppi)]

Die 3D-gedruckten Zylinder und Matador-Holzteile sind angekommen und so 
konnte ich den Aufbau für den Flettnerrotor fertigstellen. Jetzt stehen 
dann erste Messungen aus. Den Windkanal habe ich nicht zuhause bei mir, 
sondern nur einen BURG-Lüfter. Mal schauen, ob es mit dem auch 
funktioniert und die Waage eine kleine Veränderung anzeigt...

[Christoph E. (stoppi)]

Kurzer Zwischenbericht: Mit dem BURG-Heizlüfter messe ich keine 
Gewichtserhöhung oder -reduzierung. Ich muss aber das Stativ auf der 
Waage mit doppelseitigen Klebeband fixieren und die Waage mit der Hand 
festhalten, damit nicht alles davonwandert durch die Vibrationen.

Nächster Schritt: Föhn ;-)

Eventuell muss ich auch eine feiner auflösende Waage verwenden, denn 
diese hat eine Auflösung von 1 g.

[Christoph E. (stoppi)]

Für den Flettnerrotor habe ich mir vor Ort einen starken Elektromotor 
gekauft und Propeller inkl. passender Mitnehmer bestellt. Die Teile 
müssten in den nächsten Tagen ankommen. Damit hoffe ich mit meiner 
Küchenwaage je nach Rotationsrichtung des Flettnerrotors eine 
Veränderung festzustellen...

Vor gut 18 Jahren habe ich einmal für ein Schulprojekt einen 
Strömungsmesser gebastelt. Dieser besteht aus zwei Propeller, einem 
Kegelrad und einem Fahrradtacho. Durch die Wasserströmung werden die 
Propeller in Bewegung versetzt und der Tacho liefert eine 
Geschwindigkeit auf seiner Anzeige. Damit diese mit einer 
Strömungsgeschwindigkeit verknüpft werden kann, muss der Aufbau zuerst 
kalibriert werden.

Hierfür haben wir (Dank noch an Herbert und Christoph ;-)) in einem 
Schwimmbad den Strömungsmesser mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten 
durch das Wasser gezogen und dann die angezeigte Tachogeschwindigkeit 
notiert. Auf diese Weise haben wir einen schön linearen Zusammenhang 
erhalten mit dem Geradenanstieg k als Proportionalitätsfaktor zwischen 
v_Tacho und v_Strömung.

In der Praxis getestet wurde der Strömungsmesser in der Obersteiermark. 
Dank fast bis zum Hals hinaufragender Gummistiefel und großem Wagemut 
konnte Herbert ein Tiefen- und Geschwindigkeitsprofoil mehrerer Bäche 
erstellen. Daraus lässt sich dann der Volumsfluss V/t berechnen. So 
flossen beim Erzbach zum Beispiel pro Sekunde 5800 Liter talwärts.

Auf der Suche nach einem kompakteren Strömungsmesser bin ich auf den 
Durchflusssensor YF-S201 gestoßen. Diesen möchte ich als Strömungsmesser 
missbrauchen. Die ausgegebene Pulsrate hängt dann hoffentlich wieder 
linear mit der Strömungsgeschwindigkeit zusammen. Kalibriert wird dieser 
Sensor gleich wie der erste in einem Schwimmbad.

Den simplen Arduino-Code habe ich angehängt...

[Christoph E. (stoppi)]

Das Experiment zum Flettnerrotor konnte ich heute mit dem Propeller 
durchführen. Da ich zuhause kein Anemometer und keinen Drehzahlmesser 
habe, musste ich mich zunächst mit Spannungsangaben begnügen. Für eine 
Spannung von 5.0 V bzw. 7.5 V am Propellermotor, also für zwei 
unterschiedliche Windgeschwindigkeiten, nahm ich die Gewichtsreduzierung 
in Abhängigkeit von der Zylindermotorspannung auf. Ich erhalte einen 
eher degressiven Verlauf. Die bei einem Jugend-forscht-Beitrag geäußerte 
These, dass im Optiomalfall die Zylindergeschwindigkeit der 4-fachen 
Windgeschwindigkeit entspricht, konnte ich so aber nicht bestätigen. 
Mein Verlauf besitzt zumindest in den beobachteten Spannungsgrenzen kein 
Extremum...

Aber genauere Untersuchungen können ja dann interessierte Schüler 
durchführen. Ich möchte Ihnen ja nicht alles vorwegnehmen ;-)

Heute habe ich auch das Video zum Coulombmeter auf Youtube hochgeladen, 
vielleicht interessiert es ja jemanden unter euch: 
https://www.youtube.com/watch?v=RcT73S51_JA

[Christoph E. (stoppi)]

Im Moment sind sehr viele Sonnenflecken zu beobachten, darunter ein 
ziemlich großer. Aber ja nicht auf den Sonnenfilter vergessen und 
niemals ohne diesen durchs Teleskop oder Fernglas blicken!

[Gerhard O. (gerhard_)]

Hallo Christoph,

In Anbetracht aller Deiner tollen Physikexperimente möchte ich 
vorschlagen, sie in einem zukünftigen Buch mit Bauhinweisen zu 
verewigen. Als Schüler hätte mich das damals sehr fasziniert, inspiriert 
und angespornt, auf eigene Faust mich selber zu engagieren. Damals 
verschlang ich ähnliche Literatur.

Im Forum geht das vielleicht alles doch im "Noise" der Welt unter.

VG,
Gerhard

[Christoph E. (stoppi)]

@Gerhard: Ich habe ja eine sehr ausführliche Homepage 
(https://stoppi-homemade-physics.de/) und einen Youtube-Kanal 
(https://www.youtube.com/@stoppi/videos). Dort präsentiere ich bereits 
meine Projekte inkl. der benötigten Bauteile. Ein Buch/Bücher wären für 
mich schon reizvoll nur kann ich nicht abschätzen, wie groß die 
Nachfrage wäre und ob sich dann die Mühe lohnt. Wenn ich aber Bücher 
schreibe, dann müsste ich meine Homepage beschneiden, denn sonst wäre 
ich zweigleisig unterwegs und niemand würde die Bücher kaufen. Mal 
schauen...

Es können mich aber jetzt schon Leute über mein Paypal-Konto freiwillig 
unterstützen. Da kommt aber nahezu kein Geld rein. Die Menschen sind 
scheinbar nicht bereit, 5 Euro für meine interessanten Physikprojekte zu 
spenden. Andererseits geben sie 1000 Euro für das neueste Smartphone 
jedes Jahr aus. Kann man verstehen, muss man aber nicht...

Für den Flettnerrotor würde ich ja einen Drehzahlmesser benötigen. 
Diesen habe ich mir mittels IR-Abstandsensor + Arduino gebastelt. 
Funktioniert eigentlich recht gut, nur steigt der Messer bei Frequenzen 
> 60 Hz im Moment aus. Da muss ich noch überprüfen, woran dies liegt. 
Ich hänge einmal zwei leicht unterschiedliche Arduinoprogramme für den 
Drehzahlmesser an.

[Christoph E. (stoppi)]

Von einem Forumsmitglied habe ich für meine Versuche ein 
Hitzdrahtanemometer geschenkt bekommen. Habe mich riesig darüber 
gefreut, vielen lieben Dank dafür!

Zum Thema Schall mache ich gerade noch einige Versuche und zwar
* Bestimmung der Schallgeschwindigkeit
* konstruktive/destruktive Interferenz
* Schwebung

Für die Bestimmung der Schallgeschwindigkeit schließe ich zwei Mikrofone 
an die Line-IN Buchse meiner externen Soundcard. Mit der Software 
Audacity bestimme ich sodann die Zeitverzögerung des Schallsignals, wenn 
die beiden Mikrofone einen unterschiedlichen Abstand zur Schallquelle 
haben. Auf diese Weise konnte ich die Schallgeschwindigkeit zu c = 342 
m/s bestimmen.

Für die konstruktive/destruktive Interferenz schließe ich zwei 
Lautsprecher an ein kleines NE555-Frequenzmodul an. Dessen Ausgang 
steuert über einen IRL510 die beiden Lautsprecher.

Das einzelne Mikrofon platziere ich dann so zwischen den beiden 
Lautsprechern, dass ich eine konstruktive/destruktive Interferenz 
erhalte.

Bei dem Versuch mit der Schwebung schließe ich an zwei dieser 
NE555-Frequenzmodule einen Lautsprecher und stelle leicht 
unterschiedliche Frequenzen ein. Die Schwebung erfasse ich dann wieder 
mit einem einzelnen Mikrofon in der Mitte der beiden Lautsprecher...

[Christoph E. (stoppi)]

Einen netten Versuch zur Tribolumineszenz habe ich noch. Normalerweise 
fixiert man dazu ein Stück Würfelzucker auf einem Hammer und schlägt 
dann auf einen harten Boden. Dabei sollte man im völlig dunklen Raum und 
dunkeladaptierten Augen ein schwaches bläuliches Licht sehen.

Hier bin ich auf die Information gestoßen, dass wint o green Bonbons der 
Firme life savers gut für den Versuch geeignet sind: 
http://www.chemie.uni-jena.de/institute/oc/weiss/Tribolumineszenz.htm

Bildquelle: 
http://www.chemie.uni-jena.de/institute/oc/weiss/Tribolumineszenz.htm

Ich habe mir deshalb einmal solche Süßigkeiten über ebay 
(https://www.ebay.com/itm/134173291840) gekauft. Ist nicht gerade billig 
gewesen, aber was macht man nicht alles, um seine Forscherneugierde zu 
befriedigen.
Eine passende Kaffeemühle habe ich dann auch gleich geordert 
(https://www.amazon.de/gp/product/B07XMD25RT/).

Wenn ich erste Versuche damit gemacht habe, melde ich mich wieder.

P.S.: Spannend ist mit Sicherheit auch der Versuch zur Tribolumineszenz 
mit dem Tixoklebeband, welches man schnell abzieht. Erfolgt dies in 
einer Vakuumkammer, so kann man sogar weiche Röntgenstrahlung 
erzeugen...

https://sciencev1.orf.at/news/153064.html

[Ove M. (Firma: ;-) gibt es auch) (hasenstall)]

Guenstiger wäre vermutlich ein selbstklebender Briefumschlag gewesen. Da 
kann man die Lumineszenz beim Aufreißen im abgedunkelten Raum schon sehr 
gut erkennen. Probiere es mal aus.

[Christoph E. (stoppi)]

Vielen Dank für deinen Hinweis, Ove. Werde ich natürlich ausprobieren...

Heute ist ein Brief aus den USA bei mir eingetroffen mit für mich 
wertvollen Inhalt und zwar einer Unterschrift von Arno Penzias. Zusammen 
mit Robert Wilson hat er 1964 mehr oder weniger zufällig die kosmische 
Hintergrundstrahlung entdeckt. Beide bekamen dafür 1978 den Nobelpreis 
für Physik zugesprochen.

Penzias sagte einmal sinngemäß: Die meisten Physiker bekommen einen 
Nobelpreis für etwas, dass sie suchen. Wir bekamen einen für etwas, was 
wir los werden wollten. Gemeint ist das störende Signalrauschen, welches 
sich dann als kosmische Hintergrundstrahlung entpuppte ;-)

Bildquelle: 
https://www.bell-labs.com/about/awards/1978-nobel-prize-physics/#gref

[Christoph E. (stoppi)]

Einen netten Optikversuch hätte ich noch und zwar das 
Fettfleckphotometer. Dabei strahlen zwei Lichtquellen (z.B. LEDs) von 
beiden Seiten auf ein Blatt Papier, auf dem sich ein Ölfleck befindet. 
Sind die beiden Beleuchtungsstärken gleich, verschwindet der Fettfleck. 
Dann gilt für die Distanzen d und Leuchtstärken L: L1/d1² = L2/d2².

Kennt man eine der beiden Leuchtstärken, so kann man über die 
eingestellten Distanzen die unbekannte Leuchtstärke ermitteln. Ich habe 
mir für diesen Versuch weiße LEDs mit 15000 mcd bei 20mA bestellt. Damit 
möchte ich die Leuchtstärken in Abhängigkeit von der elektrischen 
Leistung ermitteln und schauen, ob sich ein linearer Zusammenhang 
ergibt. Auch möchte ich die die Effektivität von Glühbirnen verglichen 
mit LEDs bestimmen, indem ich die Leuchtstärken durch die elektrische 
Leistung dividiere.

Der mechanische Aufbau ist soweit fertig, jetzt warte ich nur noch auf 
die Conrad-Lieferung. Bei dieser sind dann auch Ferritstäbe für meinen 
Blitzdetektor dabei...

Die elektrische Kaffeemühle ist auch bereits eingetroffen und ich konnte 
erste Versuche zur Tribolumineszenz mit gewöhnlichen Würfelzucker 
machen. Das sehr schwache blaue Licht konnte ich mit meiner 
Smartphonekamera gerade so einfangen. Ich werde aber für weitere 
Versuche auf eine Night-vision-camera-app zurückgreifen: 
https://play.google.com/store/apps/details?id=com.white_night.nightvisioncamera&hl=de_AT&gl=US&pli=1

Die Süßigkeiten aus den USA müssten auch bald bei mir eintreffen. Ich 
hoffe, dass dann die Tribolumineszenz deutlich stärker ist als beim 
Würfelzucker.

Übrigens: Die Besucherzahl meiner Homepage hat gerade die 500 000-Marke 
überschritten und das innerhalb von 2.5 Jahren. Damit bin ich mehr als 
zufrieden für eine Homepage mit physikalischen Inhalt ;-)

[Gerhard O. (gerhard_)]

Apropro "Triboxxxxxxxx". Triboelektrizität kann uns Meßtechnikern auch 
hin und wieder viel Kummer bereiten.

Z.B. Kabelverbundene empfindliche HF Detektoren. Wenn man da bei der 
Kabelwahl nicht aufpasst, kann es passieren, daß bei stärkerer Bewegung 
oder biegen des Kabels beachtliche Störspannungen durch Reibung der 
Kabeladern entstehen können. Hewlett Packard konnte in den Anfangsjahren 
ihrer Detektorentwicklung ein Lied davon singen.

https://en.wikipedia.org/wiki/Triboelectric_effect

https://clearpathmedical.com/medical-cables-and-wires-triboelectric-noise/#:~:text=Triboelectric%20noise%20results%20when%20two,of%20the%20cable%20or%20leadwire

https://www.molex.com/en-us/blog/triboelectric-noise-in-medical-cables-and-wires

https://www.newenglandwire.com/product/low-noise-cables/

https://www.pcb.com/contentstore/MktgContent/WhitePapers/WPL_43_-Accelerometer-Signals.pdf

https://ntrs.nasa.gov/api/citations/20220011241/downloads/Lesson%20Learned%20-%20Controlling%20Triboelectrification%20Effects%20on%20Spacecraft%20Ethernet%20Cabling.pdf

Verschiedenes:

http://www.seismo.ethz.ch/de/about-us/archive-news/2021/

https://www.noe.gv.at/noe/Katastrophenschutz/Vortrag_Kat8_2011_Lenhardt_ZAMG_Erdbeben.pdf

https://gfzpublic.gfz-potsdam.de/rest/items/item_124266_6/component/file_143257/content

Ich hoffe es interessiert Dich auch, falls Du Dir diesbezüglich einen 
Versuch und Experiment ausdenken möchtest.

VG,
Gerhard

P.S.:

Glückwunsch zur gelungen Webseite. Mir gefällt sie auch sehr. Ist 
Einmalig!

[Gerhard O. (gerhard_)]

Ich stolperte zufällig über diese Schrift:

https://mundo.schule/api/mundo/download/SODIX-0001008881

Sehr schön zu lesen. Es geht um historische Experimente und Entdeckungen 
für den Chemieunterricht.

Auch interessant:

https://www.dwd.de/DE/leistungen/pbfb_verlag_promet/pdf_promethefte/31_2_4_pdf.pdf?__blob=publicationFile&v=3

[Christoph E. (stoppi)]

@Gerhard: Danke für die Informationen und Quellen

Bei der Conrad-Bestellung waren auch Teile für einen Blitzdetektor dabei 
(Ferritstab, Mittelwellenempfänger TA7642).

Quelle: https://fkainka.de/blitzduino-blitzwarner/

Diesen konnte ich gestern finalisieren und auch schon während eines 
Gewitters testen. Funktioniert sehr gut...

Die USA-Süßigkeiten sind auch schon eingetroffen. Am Wochenende werde 
ich sie in die Kaffeemühle geben und mit der night-vision-app filmen.

[Christoph E. (stoppi)]

Heute führte ich den Versuch zur Tribolumineszenz mit den Süßigkeiten 
aus den USA durch. Die Leuchterscheinungen sind heller als mit reinen 
Würfelzucker, aber nach wie vor sehr schwach. Dank der night vision app 
konnte ich aber die blauen Blitze in Videos erkennen. Das Bild mit dem 
bläulichen Leuchten mit Würfelzucker wurde 5 Sekunden lang belichtet und 
dann auch noch graphisch bearbeitet, damit es stärker in Erscheinung 
tritt. Deshalb darf man sich vom Video nicht zu viel erwarten...

Jetzt habe ich noch gut 1 kg von den Zuckerln übrig, welche mich vom 
Geschmack her übrigens an Hallenbaddesinfektion erinnern ;-)

[Bernhard S. (gmb)]

Christoph E. schrieb:
> Jetzt habe ich noch gut 1 kg von den Zuckerln übrig, welche mich vom
> Geschmack her übrigens an Hallenbaddesinfektion erinnern ;-)

Dieser Wintergreen Geschmack ist in den USA+Kanada deutlich populärer 
als hierzulande. Es ist auch das Hauptaroma von "Root Beer" das man dort 
bekommt.

[Christoph E. (stoppi)]

Das Fettfleckphotometer ist fertig und wurde auch schon getestet. Die 
15000 mcd LED ist aber zu hell, sodass die Einstellung (Fettfleck 
verschwindet) des Fettfleckphotometers nicht gerade einfach ist. 
Eventuell wiederhole ich das ganze nochmals mit einer schwächeren 
Norm-LED.

Ich habe eine weiße LED unter Normbedingungen betrieben (20 mA, L1 = 
15000 mcd) und bei der zweiten weißen LED die Stromstärke zwischen 2 und 
20 mA variiert. Deren reduzierte Leuchtstärke L2 habe ich dann über die 
Abstände d1 und d2 ermittelt und zum Schluss L2 gegen die elektrische 
Leistung P aufgetragen. Ich erhalte einen annähernd linearen 
Zusammenhang...

[Christoph E. (stoppi)]

Da ich ja für einige Versuche zwei regelbare Netzteile benötige und ich 
dann nicht das schwere und unhandliche 30V/30A-Monster verwenden möchte, 
bastel ich mir gerade ein zweites Netzteil bestehend aus einem 
Laptopnetzteil (konkret HP-Netzteil mit 19V und 6A). So eines habe ich 
bereits und liebe es. Und die Kosten dafür sind auch sehr überschaubar.

Gebrauchtes Laptopnetzteil: 10 Euro
10A Step down converter: 8 Euro
Gehäuse: 10 Euro
Lüfter: 2 Euro
Potentiometer: 2 Euro
U/I-Meter: 4 Euro
Rest: 2 Euro
Gesamt: 38 Euro

Auf willhaben habe ich mir dann noch einen Windsensor gekauft. Dieser 
scheint mit Reed-Schalter zu funktionieren. Prellen eigentlich 
Reed-Schalter? Die Auswertung übernimmt ein Arduino. Kalibrieren werde 
ich den Sensor mit dem Hitzdrahtanemometer, welches ich vor kurzer Zeit 
aus Berlin geschenkt bekommen habe...

[Ove M. (Firma: ;-) gibt es auch) (hasenstall)]

Soweit ich mich erinnere prellen Reedkontakte nicht. Sie werden durch 
das auslösende Magnetfeld gehalten. Mit abnehmenden Kontaktabstand 
werden die Kräfte der Zungen aufeinander zu immer größer.
Sie haben eher die Tendenz zum kleben.

[K. M. (kmj)]

>Soweit ich mich erinnere prellen Reedkontakte nicht. Sie werden durch das 
auslösende Magnetfeld gehalten...

So die Theorie. Bei mir prellt sowohl ein Reed-Kontakt mit 
Magnetbetätigung als auch ein Reed-Relais (SIL05 MEDER).

[Christoph E. (stoppi)]

Danke, euch beiden. Falls der Reedkontakt prellt, löse ich das einfach 
in der Software, indem ich zu kurz hintereinander erfolgte interrupts 
ignoriere...

Mit meinem Propellermotor möchte ich noch den Auftrieb eines Tragflügels 
in Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit ermitteln. Sollte ja eine 
v²-Abhängigkeit zeigen. Für das Experiment lasse ich mir gerade einen 
Tragflügel + Halterung 3d-drucken. Die Auftriebskraft erfasse ich mit 
einem HX711-Waagesensor + 1 kg Biegebalken. Damit kann ich die Kraft in 
mN bestimmen, das müsste genau genug sein. Sonst wechsle ich einfach auf 
einen anderen Biegebalken...

[Christoph E. (stoppi)]

Hier 
(https://iitr.ac.in/Academics/static/Department/Physics/BTech%201st%20year%20lab/11_Plancks_Constant.pdf) 
bin ich noch auf einen schönen Versuch zur Bestimmung des Planckschen 
Wirkungsquantums mittels einer Solarzelle gestoßen.

Man benötigt für das Experiment lediglich eine Glühbirne an einem 
verstellbaren Netzgerät, einen Schmalbandfilter und dann noch eine 
Solarzelle und ein Amperemeter.

Man stellt mit dem Netzgerät eine bestimmte Spannung U ein und bestimmt 
dann den aktuellen Widerstand R des Glühfadens. Daraus und dem 
Widerstand bei Raumtemperatur lässt sich die Temperatur T des Glühfadens 
ermitteln. Zwischen Glühbirne und Solarzelle befindet sich der 
Schmalbandfilter.

Meinen für lambda = 650 nm habe ich günstig auf ebay.com gekauft: 
https://www.ebay.com/itm/275733102726

Nun misst man den Kurzschlussstrom I der Solarzelle. Dies wiederholt man 
für verschiedene Temperaturen des Glühfadens. Zum Schluss trägt man 
ln(Kurzschlussstrom) gegen 1/T auf und müsste eine fallende Gerade 
erhalten. Für den Anstieg dieser Geraden gilt: k_Gerade = - h * c / 
(lambda_0 * k_B)

lambda_0 ist dabei die Zentralwellenlänge des Schmalbandfilters. Bis auf 
h kennt man alle Größen und so kann man aus der Geradensteigung das 
Plancksche Wirkungsquantum h bestimmen.

Man kann aber auch von einem bekannten h ausgehen und dann die 
Boltzmannkonstante k_B experimentell auf diese Weise bestimmen. Also ein 
Versuch für zwei Naturkonstanten :-)

Link zu mehr Information: 
https://stoppi-homemade-physics.de/wirkungsquantum/

Wenn der Rotfilter angekommen ist, melde ich mich wieder...

[Mohandes H. (Firma: مهندس) (mohandes)]

Christoph E. schrieb:
> Plancksches Wirkungsquantum

Finde ich schon erstaunlich, mit welcher Präzision sich das 
Wirkungsquantum mit vergleichsweise simplen Experimenten ermitteln läßt!

[Johann L. (gjlayde)]

Christoph E. schrieb:

> k_Gerade = - h * c / (lambda_0 * k_B)

Seit der SI-Revision 2019 und der damaligen Neudefinition des Kilogramms 
hat h einen fest definierten Wert.  Siehe uum Beispiel:

https://de.wikipedia.org/wiki/Planck-Konstante#Wert_und_Zeichen

Dito für k_B (ebenfalls seit 2019) und für c (seit 1983):

https://de.wikipedia.org/wiki/Boltzmann-Konstante#Wert
https://de.wikipedia.org/wiki/Lichtgeschwindigkeit#Wert

Der einzige unbekannte Faktor in der Steigung der Geraden ist daher λ_0, 
welches nur zu einer gewissen Genauigkeit bekannt ist.

Geht man von einem exakt bekannten λ_0 aus, dann bringt jede Messung 
einen Datenpunkt P_n mit Koordinaten ln(I_n) und 1 / T_n, der irgendwo 
in der Nähe der Geraden liegt.  Kennt man also die Genauigkeit der 
Strommessung so kann man also auf die Genauigkeit der Temperaturmessung 
zurückschließen und vice versa.

Die Messung macht also (nur) eine Aussage über die Genauigkeit des 
Versuchsaufbaus :-)

[Michael B. (laberkopp)]

Ove M. schrieb:
> Soweit ich mich erinnere prellen Reedkontakte nicht. Sie

Falsch erinnert.

[Ove M. (Firma: ;-) gibt es auch) (hasenstall)]

Michael B. schrieb:
> Ove M. schrieb:
>> Soweit ich mich erinnere prellen Reedkontakte nicht. Sie
>
> Falsch erinnert.

Das hab ich bereits mit dem Beitrag von K.M. (kmj) gelesen und in meinem 
Hirn gerade gebogen! Dankeschön! Nennt sich auch gelernt!
Wundern tut es mich trotzdem und das darf es auch. Hier passen Theorie 
und Praxis offensichtlich nicht so ganz zusammen.

Fazit: Deine Antwort kommt spät und ist wenig bis Null hilfreich!

[Ove M. (Firma: ;-) gibt es auch) (hasenstall)]

Christoph E. schrieb:
>… Die Auftriebskraft erfasse ich mit
> einem HX711-Waagesensor + 1 kg Biegebalken. Damit kann ich die Kraft in
> mN bestimmen, das müsste genau genug sein. Sonst wechsle ich einfach auf
> einen anderen Biegebalken...

Sag bitte, bist du dir sicher, das so klappt?
Überschlag: 1kg entspr. 10N 1mN sind dann Faktor 10.000. Ohne weitere 
Störgrößen leicht vorstellbar. Nun braucht es aber locker nochmal den 
Faktor 10 drauf, um irgendwie mit den Störgrößen umzugehen.
Man kann zwar viel Auflösung von ADC holen, aber die physikalisch 
reproduzierbare Auflösung deines Biegebalken passt nur unter besonderen 
Umständen. Dazu kommt Rauschen, Temperatur, das Rauschen deines Flügels 
im Luftstrom und die resultierende Querkaft. Ich lasse mich gerne eines 
besseren belehren, aber ich vermute stark, dass das mit den mN nicht 
klappt.
Just my two cents! Viele Grüße Ove

[Christoph E. (stoppi)]

@Ove: Das Experiment wird zeigen, wie sehr die Kraftanzeige schwankt. 
Ich müsste auch einmal ausrechnen, in welchem Kraftbereich der 
dynamische Auftrieb ca. liegen wird. Danke aber für deinen Kommentar...

Der Windsensor ist mittlerweile angekommen und so konnte ich ihn 
kalibrieren. Ich erhalte folgenden linearen Zusammenhang zwischen 
Pulsfrequenz f und Windgeschwindigkeit v: v = 0,2361 * f + 1,1557. Bei f 
= 0 gebe ich aber aus verständlichen Gründen die Geschwindigkeit 0 aus.

[Henrik V. (henrik_v)]

und wie misst Du f = 0 Hz ?

;)  :D
Bei einer Updaterate von ?  10s?

Nicht ganz ernst gemeint (schreib's mal besser dazu)

Bei dem gezeigtem Aufbau wird die Strömung aber alles andere als laminar 
sein ..  Ein paar Kartons und Strohhalme  für einen kleinen Windkanal?

[Christoph E. (stoppi)]

@Henrik: Ich messe die innerhalb einer Sekunde ankommenden Pulse, von 
daher ist f = 0 Hz kein Problem, wenn eben nix ankommt. Bei meinem 
ersten Programm habe ich die Zeit zwischen zwei Interrupts gemessen und 
daraus die Frequenz berechnet. Da gab es dann nur eine geänderte 
Anzeige, wenn das Interrupt ausgelöst wurde. Bei Windstille eben ein 
Problem... Und zudem waren bei dieser Variante die Zahlenwerte durch die 
schnelle Änderung kaum ablesbar auf dem Display. Also wechselte ich zum 
Zählen der innerhalb 1 Sekunde ankommenden Pulse...

Windkanäle habe ich zwei bereits gebastelt. Einen ausgelegt auf hohe 
Windgeschwindigkeiten für die Messung des cw-Werts und einen mit 
niedrigen Windgeschwindigkeiten zur Sichtbarmachung der Strömungslinien. 
Jetzt für dieses Experiment wollte ich mir ähnliches nicht schon wieder 
antun und habe den Propellermotor einfach ohne Trinkhalme etc. 
betrieben.

[Christoph E. (stoppi)]

Hier bin ich über ein Arduino-Projekt mit dem Farbsensor TCS34725 
gestoßen: 
https://www.makerblog.at/2015/01/farben-erkennen-mit-dem-rgb-sensor-tcs34725-und-dem-arduino/

Den Sensor gibt es um ca. 7 Euro auf Amazon: 
https://www.amazon.de/SEAFRONT-Farbsensor-Modul-TCS34725-RGB/dp/B07XRQ42MR

Die Farberkennung habe ich mit färbigen Süßigkeiten überprüft. 
Funktioniert teilweise recht gut, teilweise tut sich der Sensor sehr 
schwer, da die RGB-Intensitäten zum Beispiel bei Orange und Gelb und Rot 
nur sehr wenig voneinander abweichen. Aber eine nette Spielerei ist es 
zweifelsohne...

Einen simplen Farbmischapparat mit Arduino und einer RGB-LED habe ich 
auch umgesetzt. Auf diese Weise können die Schüler die additive 
Farbmischung erfahren und sich ein wenig spielen.

[Gerhard O. (gerhard_)]

Hallo Christoph,

falls Du diesen Bericht noch nicht kennen solltest:

https://www.rapp-instruments.de/Radioaktivitaet/cloud-chambers/wehrmeister/wehrmeister.htm
https://www.rapp-instruments.de/Elektronik/modell/chamber/cham.htm

Mfg,
Gerhard

[Christoph E. (stoppi)]

Vielen Dank Gerhard für deine Tipps. Nebelkammern habe ich mittlerweile 
in 3 verschiedenen Ausführungen umgesetzt. Einmal eine 
Diffusionsnebelkammer mit Peltierelementen und dann noch 2 nach Wilson 
durch Expansion. Eine ganz einfache (wohl die simpelste Nebelkammer die 
es gibt) und dann noch eine etwas aufwendigere mit Hochspannung zum 
Absaugen der entstandenen Ladungsträger...

Links:
https://www.youtube.com/watch?v=Dzdx0UdHCs8
https://www.youtube.com/watch?v=fefuESvisGI
https://www.youtube.com/watch?v=fUYhM6hw148

Die 3d-Druckteile für meinen Tragflügelversuch und das Malusgesetz 
müssten heute oder morgen ankommen. Beim Malusgesetz bestimmt man 
einfach die durch einen zweiten Polarisationsfilter durchkommende 
Intensität in Abhängigkeit von dessen Drehwinkel. Müsste eine 
cos²(phi)-Abhängigkeit zeigen.

[Christoph E. (stoppi)]

Die 3D-Druckteile sind heute angekommen. Ein erster kurzer Test mit dem 
Tragflügel ergab tatsächlich eine geringe Auftriebskraft. Da werde ich 
in den nächsten Tagen eine Messreihe durchführen.

Die beiden Zylinder mit Stiel für das Malusgesetz haben auch schon ihren 
Platz in der Halterung gefunden. Zum Glück hatte ich noch 
Polarisationsfolie von meinen letzten Experimenten übrig. Die kaufe ich 
immer bei AstroMedia um kleines Geld 
(https://astromedia.de/Die-Polarisations-Filterfolie).

Als Laser für das Malusgesetz werde ich einen mit nur 5 mW nehmen, das 
dürfte locker reichen. Denn sonst übersteuert der TSL252R Lichtdetektor 
eh nur. Die Messergebnisse reiche ich dann hier nach...

[Christoph E. (stoppi)]

So, die erste Messreihe mit dem Tragflügel bei keinem/sehr geringem 
Anstellwinkel ist im Kasten. Ich erhalte tatsächlich eine annähernde 
v²-Abhängigkeit der Auftriebskraft (siehe letzte Spalte in der 
Exceltabelle).
Konkret gilt für meinen Versuchsaufbau: F_Auftrieb = 0.36 * 0.001 * v².

Daraus lässt sich dann der Auftriebsbeiwert c_a berechnen. Ich erhalte 
einen Wert von c_a = 0.165. Eine kurze Recherche im Internet ergab, dass 
dieser Wert durchaus plausibel ist.

Quelle: 
https://www.mb.uni-siegen.de/lfst/lehre/dokumente/maschinenlabor.pdf

Auf Seite 31 sind die Auftriebsbeiwerte c_a für einen 
NACA-0015-Tragflügel bei verschiedenen Anstellwinkel angeführt. Bei 
geringem Anstellwinkel liegen die Werte im Bereich meines Messwerts. Von 
daher ist wohl meine Messung nicht komplett verkehrt, Heureka...

Link zu mehr Informationen: 
https://stoppi-homemade-physics.de/tragfluegel-auftrieb/

[Jack V. (jackv)]

Es gibt im Netz Rechner, mit denen sich so Profile und Tragflächen 
berechnen lassen. Manche Leute nutzen sie, um damit RC-Flugmodelle zu 
erstellen, die sie dann drucken – und anschließend fliegen.

[Christoph E. (stoppi)]

Danke, Jack.

Sonst findet man aber im Internet nicht gerade viele c_a/c_w-Graphen zu 
angegebenen Profilen.

Ich habe mich noch einmal schlau gemacht. Das von mir zitierte Profil 
NACA-0015 ist leider ein völlig symmetrisches. Von daher hinkt ein Bezug 
darauf, denn bei meinem Profil handelt es sich um ein 
nicht-symmetrisches. Ich habe hier 
(https://www.thuro.at/index.php/11-aerodynamik/52-aerodynamik4) zum 
Beispiel auch einen c_a-c_w-Graphen entdeckt. Bei 0° Anstellwinkel 
beträgt der c_a-Wert ca. 0.1. Ob es sich bei dem Graphen um einen 
tatsächlich aufgenommenen handelt oder er rein symbolisch zu betrachten 
ist, weiß ich leider nicht. Ein Tragflügelprofil dazu ist auch nicht 
angegeben. Ansonsten liegen die c_a-Werte durchaus höher als mein Wert 
mit 0.165. Man muss aber berücksichtigen, dass mein Ergebnis für einen 
Anstellwinkel 0° gilt. Und der c_a-Wert wächst linear in bestimmten 
Grenzen mit dem Anstellwinkel. Daher werde ich wohl noch eine zweite 
Messreihe aufnehmen mit größerem Anstellwinkel...

Die beiden Bandpassfilter für die Bestimmung des Planckschen 
Wirkungsquantums mit Solarzelle sind heute eingetroffen. Ich werde mit 
einem meiner Spektrographen eine Absorptionskurve von ihnen aufnehmen. 
Die Halbwertsbreite sollte bei 40 nm (für den 650 nm-Filter) bzw. nur 10 
nm (für den 785 nm-Filter) liegen. Der schmalbandigere erfüllt natürlich 
besser die Versuchsbedingungen.

Solarzelle hatte ich noch in meiner Experimentierkiste. Wenn ich 
Messungen zum Planckschen Wirkungsquantum damit gemacht habe, kann ich 
ja wieder berichten...

[Christoph E. (stoppi)]

So, das Malusgesetz konnte ich heute experimentell überprüfen. Die 
Übereinstimmung zwischen Theorie (cos²(phi)) und Experiment ist recht 
gut. Damit der Lichtsensor aber nicht in Sättigung ging, musste ich den 
Laser gehörig drosseln...

Mehr Informationen zum Experiment: 
https://stoppi-homemade-physics.de/malusgesetz/

[Christoph E. (stoppi)]

Gestern konnte ich eine Messung zum Planckschen Wirkungsquantum mittels 
Solarzelle und Schmalbandfilter durchführen. Dies muss natürlich im 
Dunkeln vonstatten gehen, denn sonst reagiert ja die Solarzelle auch auf 
das Umgebungslicht. Die Spannung der Glühbirne variierte zwischen 1V und 
14V, der Kurzschlussstrom zwischen 100nA und 420µA. Der Graph 
ln(I_Kurzschluss) in Abhängigkeit von 1/T ist schön gerade. Mittels der 
Steigung kann dann das Plancksche Wirkungsquantum berechnet werden. Ich 
erhalte 4.04 * 10^-34 Js, der Sollwert liegt bei 6.63 * 10^-34 Js. Damit 
bin ich eigentlich zufrieden.

Ich werde heute aber den Versuch noch mit dem 785nm-Filter durchführen, 
der ist schmalbandiger als der rote 650nm-Filter. Dessen 
Absorptionsspektrum habe ich mit meinem Webcamspektroskop aufgenommen. 
Dazu dividiere ich den Intensitätsverlauf mit Filter durch jenen ohne 
Filter. Das Ergebnis deckt sich mit dem Verlauf vom Verkäufer...

[Christoph E. (stoppi)]

Ich habe den Versuch zur Bestimmung des Planckschen Wirkungsquantums 
noch mit dem 785nm-Schmalbandfilter durchgeführt. Wie zu erwarten war, 
liegt nun der Wert für h näher am Sollwert, da dieser Filter eine 
geringere Halbwertsbreite (nur 10 nm) hat als der rote 650nm von 
zuletzt. Die Kurzschlussströme habe ich mit meinem µA-Meter gemessen, da 
mein Multimeter dafür zu ungenau gewesen wäre.

Das experimentelle Ergebnis für h könnte zwar etwas besser sein aber ich 
freue mich, einen weiteren Versuch zur Bestimmung des Planckschen 
Wirkungsquantums entdeckt zu haben. Jetzt sind es bereits drei 
verschiedene Ansätze: Einmal über die Schwellspannung einer LED, dann 
über den Photoeffekt und jetzt noch mittels Solarzelle...

Link: https://stoppi-homemade-physics.de/wirkungsquantum/

P.S.: Das eigentliche Experiment habe ich natürlich im Dunkeln 
durchgeführt, damit nicht schon das Umgebungslicht für einen 
Kurzschlussstrom sorgt.

[Christoph E. (stoppi)]

Hier gibt es das Youtube-Video zum Planckschen Wirkungsquantum mit 
Solarzelle: https://www.youtube.com/watch?v=fyHDlteTDNw

Ein noch ausständiges Experiment ist das Kundtsche Rohr zur 
Sichtbarmachung stehender Wellen. Einige Teile dafür (Pfeife, 
Plexiglasrohr) sind schon eingetroffen, auf den Rest (Lautsprecher, 
Korkmehl) warte ich noch.

Die Frequenz der Trillerpfeife konnte ich mit Audacity zu ca. 2600 Hz 
ermitteln. Damit sollten die Korkmehlhaufen einen Abstand von ca. 6.6 cm 
(= Lambda/2) haben.

[Christoph M. (mchris)]

>Christoph E. (stoppi)

Du bist auf Hackaday:

https://hackaday.com/2023/08/18/measuring-plancks-constant-again/

Gratulation :-)

[Christoph E. (stoppi)]

Danke Christoph für den Hinweis. Und ich habe mich schon gewundert, 
warum ich an dem Tag so viele Zugriffe auf meine Homepage hatte ;-)

Auf Amazon 
(https://www.amazon.de/Fun-Trading-Pathfinders-Leonardo-Holzbaukasten/dp/B0791HNB86/) 
bin ich neulich über ein Leonardo da Vinci Katapult gestoßen. Mit meinen 
Schülern hatte ich ja schon einmal mit eher bescheidenen Erfolg ein 
Trebuchet gebaut. Da das da Vinci Katapult nur 22 Euro kostet, habe ich 
es mir natürlich gleich besorgt. Der Zusammenbau macht Spaß und das Ding 
funktioniert eigentlich sehr gut. Mit der Freeware Tracker 
(https://physlets.org/tracker/) habe ich dann die Bewegung analysiert 
und komme auf eine Geschwindigkeit von rund 58 km/h, ganz schön 
beachtlich. Die Tonkugel wird auf jedem Fall sehr ordentlich durch die 
Küche geschleudert, ähm ich meinte katapultiert...

Hier sieht man auch die High Speed Videos: 
https://stoppi-homemade-physics.de/katapult/

Dort findet man auch meinen Versuch, die Bewegung des Trebuchets mit 
Excel zu simulieren. Das wurde extrem aufwendig und das Resultat ist 
noch gelinde gesagt verbesserungswürdig.

[Gerhard O. (gerhard_)]

Was mich betrifft, hätte ich Dich gerne als meinen Physiklehrer gehabt. 
Das wäre bestimmt spannend gewesen. Deine Web Präsenz ist übrigens auch 
nicht ganz Ohne. Echt toll gemacht!

Vg,
Gerhard

[Christoph E. (stoppi)]

Für den Versuch mit dem Kundtschen Rohr verwende ich meinen OPA549 
Leistungsverstärker. Der kann bis zu 6A liefern. Gespeist wird er von 
meinen beiden Laptop-Netzteilen dann mit +/-19V. Das Eingangssignal 
generiere ich mit einer Smartphone-Funktionsgenerator-App.

Da der Verkäufer des Korkmehls Lieferschwierigkeiten hat und die Ware 
erst im September versenden kann habe ich mich auf Amazon umgesehen und 
kleine Styroporkugeln bestellt. Link: 
https://www.amazon.de/dp/B00MX3PQ7E. Die haben einen maximalen 
Durchmesser von 3 mm. Mal schauen, ob es mit denen im Kundtschen Rohr 
klappt. Müssten morgen ankommen...

Und dann habe ich noch mit meiner Tochter eine neue Sekundärspule für 
meine DRSSTC gewickelt. Basis ist ein 7.5 cm PVC-Rohr, welches auf 50 cm 
Länge bewickelt ist. Bei der alten Spule gab es leider Lichtbögen 
zwischen einzelnen Windungen. Jetzt isoliere ich sie noch mehrmals mit 
Lack und dann werde ich sie testen.

[Henrik V. (henrik_v)]

Christoph E. schrieb:

> Die Frequenz der Trillerpfeife konnte ich mit Audacity zu ca. 2600 Hz
> ermitteln.

Leider heute nicht mehr so vielseitig verwendbar ;)

https://de.wikipedia.org/wiki/John_T._Draper

aka Captain Crunch

[Jack V. (jackv)]

Nix für ungut, aber 8MB für einen verrauschten Screenshot sind dann doch 
leicht übertrieben …

[Christoph E. (stoppi)]

@Henrik: Danke für den Link, kannte ich noch nicht ;-)

@Jack: Ich habe versehentlich das Bild mit der hohen Auflösung 
hochgeladen. Verkleinere ja all meine Bilder für hier bzw. meine 
Homepage auf ca. 1000x750 Pixel. Als ich es dann bemerkt habe, war es 
schon zu spät...

Die Styroporkügelchen sind gestern bereits angekommen. Mit rund 3-4 mm 
Durchmesser waren sie aber ein wenig zu groß für das Experiment. Also 
bin ich die wohl dämlichste Arbeit die es gibt angegangen und habe ca. 
600 Kugeln mit der Nagelschere geviertelt. Das tue ich mir bestimmt 
nicht noch einmal an.

Jetzt bekomme ich schöne stehende Wellen für die Grundschwingung (lambda 
= 2*L, f = 250 Hz) und die erste Oberschwingung (lambda = L, f = 500 
Hz). Bei 750 Hz ist dann die Ausbildung der Schwingungsbäuche nur noch 
sehr gering. Mein 5W Lautsprecher ist zu schwach dafür. Betreibe ihn an 
meinen Leistungsverstärker eh schon total über dem Limit (0.75A bei 19V 
Amplitude). Deshalb wird er nach wenigen Sekunden auch brennheiß und ich 
muss ihn wieder abkühlen lassen. Vielleicht hole ich mir noch einen 
leistungsstärkeren Lautsprecher und lasse dann eine Verjüngung zur 
Ankopplung ans Rohr 3d-drucken.

Die Schallgeschwindigkeit habe ich auch bestimmt. Bei der ersten 
Oberschwingung bei f = 503 Hz betrug der Abstand der beiden 
Schwingungsbäuche 35 cm (= lambda/2). Daher ergibt sich die 
Schallgeschwindigkeit zu c = 503 * 0.7 = ca. 350 m/s.

Lustig zu beobachten sind auch die sich bildenden Rippel im Abstand von 
ca. 2 cm. Sind das einfach nur Oberwellen oder hat es eine andere 
Bewandtnis mit ihnen?

[Henrik V. (henrik_v)]

2cm -> 4cm periode -> f~8,5kHz mmhh

[John B. (craftsman)]

Christoph E. schrieb:
> 600 Kugeln mit der Nagelschere geviertelt

Respekt. DAS nenne ich Motivation.

Christoph E. schrieb:
> Sind das einfach nur Oberwellen oder hat es eine andere
> Bewandtnis mit ihnen?

Vielleicht ein elektrostatisches Phänomen? Du könntest prüfen, ob sich 
das bei erhöhter Luftfeuchtigkeit ändert. Oder das Rohr antistatisch 
auswischen.

[Henrik V. (henrik_v)]

Mechanische Resonanz des Rohrs? (c von Plexiglas?)
Mit Mik und Audacity oder Mobilapp mal Spektrum ansehen? Amplitude ist 
ja zu erwarten.

[Christoph E. (stoppi)]

Danke für eure Kommentare zum Kundtschen Rohr...

Im Buch "15 dangerously mad projects for the evil genius" von Simon Monk 
bin ich unlängst auf zwei einfache Schaltungen zur Sprachmodulation 
eines Lasers gestoßen. Die Schaltpläne habe ich etwas auf meine 
Bedürfnisse abgestimmt und dann gleich die Teile dafür besorgt, z.b. ein 
Audioverstärkermodul 
(https://www.neuhold-elektronik.at/catshop/product_info.php?cPath=222_361&products_id=5337).

Bei Neuhold-Elektronik in Graz gibt es zum Glück fast alles und auch 
noch verbleites Lötzinn.

Das Experiment funktioniert recht gut und man kann mit dem schwachen 
5mW-Laser entweder ein über Klinke eingespeistes Audiosignal oder die 
über ein Elektretmikrofon eingespeiste Stimme übertragen. Für größere 
Distanzen muss dann natürlich auf einen stärkeren Laser zurückgegriffen 
werden.

Hier auf meiner Homepage findet man jetzt 4 verschiedene Schaltungen zur 
Laser/LED-Modulation: 
https://stoppi-homemade-physics.de/lasermodulation/

[Christoph E. (stoppi)]

Eine Spielerei hätte ich noch und zwar die Bestimmung der 
Erdbeschleunigung mittels Arduino. Basis bildet die Formel für den 
freien Fall: s = 1/2  g  t². Mit Potentiometer und Taster wird die 
Fallhöhe s eingegeben. Eine Metallkugel wird mit einem Elektromagneten 
(Solenoid) zunächst in Position gehalten und dann freigelassen. Dabei 
wird die Startzeit t1 ermittelt. Die frei fallende Kugel trifft auf eine 
Waage und löst die Stoppzeit t2 aus. Daraus lässt sich dann g berechnen 
und der Wert wird am Display angezeigt.

Das Solenoid und die Wägezelle (100 g damit die Waage sensibel genug 
ist) habe ich auf Amazon bestellt. Der Elektromagnet wird aber sehr 
warm, sodass ich ihn im Experiment so kurz wie möglich eingeschaltet 
lasse. Hoffentlich hält er die Metallkugel stabil genug, wenn er diese 
gegen einen Metallwinkel drückt. Mal schauen...

[Jack V. (jackv)]

Christoph E. schrieb:
> Eine Metallkugel wird mit einem Elektromagneten
> (Solenoid) zunächst in Position gehalten und dann freigelassen. Dabei
> wird die Startzeit t1 ermittelt. Die frei fallende Kugel trifft auf eine
> Waage und löst die Stoppzeit t2 aus.

Meine Lösung wären zwei Lichtschranken gewesen. Je nach 
Genauigkeitsanspruch vermiesen dir hier zwei Effekte die Messung: das 
Magnetfeld des Elektromagneten ist beim Abschalten nicht schlagartig 
Null, und beim Aufprall der Kugel auf die Wägezelle spielt 
Massenträgheit eine Rolle.

[Joe G. (feinmechaniker)]

Jack V. schrieb:
> beim Aufprall der Kugel auf die Wägezelle spielt Massenträgheit eine Rolle.

Die Waage, genauer der Biegebalken mit Dehnmesstreifen für die 
Verformung, misst doch eine Kraft (Stoßkraft). Welche Massenträgheit 
sollte hier eine Rolle spielen?

[Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)]

Christoph E. schrieb:
> Die frei fallende Kugel trifft auf eine
> Waage und löst die Stoppzeit t2 aus.

Den Aufprall auf der Waage kann auch mit dem Oszi dargestellt werden. Es 
lassen sich so auch unterschiedliche Dämpfungseigenschaften von Stoffen 
auf die die Kugel fällt, untersucht werden.

[Jack V. (jackv)]

Joe G. schrieb:
> Die Waage, genauer der Biegebalken mit Dehnmesstreifen für die
> Verformung, misst doch eine Kraft (Stoßkraft). Welche Massenträgheit
> sollte hier eine Rolle spielen?

Der Träger des Messstreifens verformt sich nicht direkt beim ersten 
Kontakt mit der Kugel so, dass es registriert wird; er muss sich selbst 
erstmal in Bewegung setzen. Das setzt einen gewissen Energieübergang 
voraus, der nicht in Nullzeit stattfinden kann.

In welchem Maß sich das auswirkt, weiß ich nicht – dass es aber eine 
Auswirkung haben muss, halte ich für einigermaßen feststehend. Deswegen 
die Einschränkung „je nach Genauigkeitsanspruch“ – mag sein, dass es für 
Christophs Zielpräzision völlig ausreichend ist.

[John B. (craftsman)]

Joe G. schrieb:
> Die Waage, genauer der Biegebalken mit Dehnmesstreifen für die
> Verformung, misst doch eine Kraft (Stoßkraft). Welche Massenträgheit
> sollte hier eine Rolle spielen?

Die Verformung bis zu einem registrierbaren Signal geschieht in der 
Realität während einer bestimmten Zeit und während dessen mird Masse des 
Dehnungsmessstreifens bewegt, also beschleunigt.

Die Frage ist, wie stark die dabei auftretende Verzögerung des Signals 
durch die Trägheit ins Gewicht fällt.

PS:Jack war schneller :-)

[Christoph E. (stoppi)]

Für kurze Kraftstöße ist der HX711 ungeeignet, da er maximal nur 80 
Messungen pro Sekunde durchführen kann. Zur Aufzeichnung solcher 
verwende ich eine Schaltung mit Operationsverstärker, dessen Ausgang 
dann direkt mit einem Oszilloskop verbunden ist. Wie man am Graphen 
sehen kann ist etwa der Aufprall eines Tennisballs nach 5 ms schon 
wieder vorbei. Das kann man auch sehr schön mit meiner Casio Exilim High 
Speed Kamera überprüfen...

Lichtschranken wollte ich dieses mal bei der Bestimmung von g nicht 
einsetzen und auf eine andere Methode setzen. Ich habe natürlich einige 
Einflüsse, die mir die Messgenauigkeit versalzen wie 
Auslösegeschwindigkeit des Hubmagneten, Reaktionszeit der Wägezelle, 
Startzeitpunkt vor dem Auslösen des Magneten oder nach dem Befehl, 
Luftwiderstand usw.

Die Genauigkeit muss jetzt nicht enorm hoch sein, mit g = 10 m/s² wäre 
ich schon zufrieden ;-)

[Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)]

Christoph E. schrieb:
> Die Genauigkeit muss jetzt nicht enorm hoch sein, mit g = 10 m/s² wäre
> ich schon zufrieden ;-)

g=9,5 m/s² wäre ein nicht geschummelter Wert bei dem Versuch. ;-)
Der Ball fällt ja nicht im Vakuum.

[Christoph E. (stoppi)]

Nachdem die Halterung für den Hubmagneten fertig ist, konnte ich eine 
erste Messreihe durchführen. Ergebnis: g = ca. 9.50 m/s². Die Schaltung 
spinnt manchmal aus unerklärlichen Grund, dem werde ich noch nachgehen. 
Ansonsten sind die Ergebnisse reproduzierbar und einigermaßen 
zufriedenstellend. War ja auch nur eine Spielerei zwischendurch ;-)

[Gerhard O. (gerhard_)]

Das nenne ich Physik in Aktion! Echt toll wie so Vieles mit bescheidenen 
Mitteln von Dir realisiert wurde. Ich hoffe, Deine Schüler schätzen so 
einen Lehrer wie Du es bist. Ich bin begeistert von den vielen Berichten 
und Deiner Webpräsenz.

Wie schwer war es den ADC Spitzenwert beim Aufprall zu erfassen? Sollte 
die externe Erfassung zu langsam sein, könnte man vielleicht einen 
Instrumentverstärker mit folgender Analog Spitzenwert Schaltung dem 
internen AVR ADC vorschalten. Dann kann sich der ADC Zeit lassen.

Da der interne AVR ADC viel schneller ist, wäre es möglicherweise auch 
ausreichend den Instrumentverstärker einfach dem AVR vorzuschalten und 
die Spitzenwerterkennung in FW machen. 10-bit sollten da schon 
ausreichend sein. Vielleicht kommst Du dann auf g +/- 1-2%, oder besser.

Es wäre auch interessant, das Experiment in einer dichten Plexiglass 
Röhre zu wiederholen und so gut es geht evakuieren. Ich habe aus der 
Bucht einige Diaphgrampumpen.  Damit komme ich auf -0.3 Bar Vakuum. Das 
könnte schon einen meßbaren Unterschied bewirken.

VG,
Gerhard

[Christoph E. (stoppi)]

Ich habe den freien Fall noch mit Excel mit und ohne Luftwiderstand 
simuliert. Ohne Luftwiderstand komme ich logischweise auf eine 
Erdbeschleunigung von g = 9.81 m/s². Mit Luftwiderstand (c_w = 0.45 für 
eine Kugel, m = 4.10 g, A = 78.5 mm², Luftdichte = 1.25 kg/m³) erhalte 
ich eine Erdbeschleunigung von 9.796 m/s².

Meine doch recht deutliche Abweichung mit g = 9.50 m/s² liegt also nicht 
am Luftwiderstand, sondern anderen Messeinflüssen...

[Christoph E. (stoppi)]

Ca. im Jahr 2007 habe ich schon einmal einen grünen DPSS-Laser (diode 
pumped solid state) gebastelt. Die Basis bildete eine 
808nm-IR-Laserdiode und ein Nd:YVO4-KTP-Kristall. Der Nd:YVO4-Kristall 
wandelt die 808 nm in 1064 nm um. Der KTP-Kristall verdoppelt dann die 
Frequenz, sodass grünes Laserlicht mit 532 nm ensteht.

DPSS-Laser werden zunehmend von reinen Diodenlaser abgelöst, aber ich 
finde die 532 nm nach wie vor als das schönste grün. Neulich bin ich 
dann bei ebay.com über einen günstigen Nd:YVO4-KTP-Kristall gestolpert. 
Den musste ich natürlich gleich kaufen. Die passenden 
808nm-IR-Laserdioden mit 500 mW Leistung wurden gleich mitgeordert.

Der Aufbau ist aber alles andere als einfach und nichts für Ungeduldige. 
Der IR-Laserstrahl muss ganz genau auf den Eintritt des 
Nd:YVO4-KTP-Kristalls fokussiert werden. Erst dann kann man mit Geduld 
dem Kristall grünes Laserlicht entlocken. Der Wirkungsgrad liegt bei nur 
20%. Das heißt, bei 500 mW Pumpleistung kann bestenfalls mit 100 mW 
grünem Laserlicht gerechnet werden. In meinem Fall sind es viel, viel 
weniger. Aber wenn man nach etlichen Versuchen dann das erste grüne 
Laserlicht erblickt, freut man sich sehr. Wirtschaftlich ist der gesamte 
Aufbau natürlich nicht. Fix und fertige grüne DPSS-Laser bekommt man für 
kleines Geld nachgeworfen.

Link zu mehr Informationen: 
https://stoppi-homemade-physics.de/dpss-laser/

[Christoph E. (stoppi)]

Vor mehr als 15 Jahren habe ich teilweise mit aus einem DVD-Brenner 
ausgeschlachteten Teilen (halbdurchlässiger Spiegel, Laserdiode) ein 
Michelson-Interferometer gebastelt. Das hat auch sehr gut funktioniert 
und ich kann mich noch gut an die Freude erinnern, als ich die ersten 
Interferenzstreifen sehen konnte.

Nun bin ich im Phywe-Katalog 
(https://www.phywe.de/physik/licht-und-optik/beugung-und-interferenz/magnetostriktion-mit-dem-michelson-interferometer_27239_29252/) 
auf eine Anwendung des Michelson-Interferometers gestoßen und zwar die 
Magnetostriktion. Ferromagnetische Stoffe ändern dabei ihre Länge, wenn 
sie einem magnetischen Feld ausgesetzt werden. Diese Längenänderung 
spielt sich im µm-Bereich ab. Dies lässt sich aber mit einem 
Interferometer "leicht" nachweisen.

Der sog. Magnetostriktionskoeffizient delta_L/L_0 = (L - L0)/L0 gibt die 
relative Längenänderung an. Jetzt könnte man natürlich behaupten, da 
fehlt ja komplett die Magnetfeldabhängigkeit dieser relativen 
Längenänderung. Und in der Tat wächst zunächst diese Längenänderung mit 
zunehmenden Magnetfeld H an. Sie erreicht dann aber einen bestimmten 
konstanten Wert, den man eben in Tabellen wiederfindet. Für Nickel 
beträgt dieser ca. -50 * 10^-6 ab magnetischen Feldstärken um die 60000 
A/m. Ein 1 m langer Nickelstab ändert also bei H > 60000 A/m seine Länge 
um -50 µm, er wird also konkret kürzer.

Für das Experiment habe ich mir einen 10 cm langen Nickelstab günstig 
bestellt. Demnach erwarte ich eine Längenänderung von rund 5 µm. Die 
Auflösung mit dem Michelson-Interferometer beträgt ja ca. lambda/4, also 
bei roten Laserlicht 160 nm. Dürfte also kein wirkliches Problem sein, 
die Interferenzringe wandern zu sehen, wenn der Nickelstab einem 
ändernden Magnetfeld ausgesetzt wird.

Oberflächenspiegel von Astromedia habe ich hier bestellt: 
https://pgi-shop.de/astromedia/lenses-mirrors-foils/mirror/

Die Aluminiumteile für den mechanischen Aufbau (5 mm starke Grundplatte 
mit den Abmessungen 30 x 20 cm) kommen von 
https://www.cncshop.at/Aluminium-Platte-AlMg45Mn-H111-5-mm-x-200-mm-x-300-mm-mm-Alu-je-Stk

Druckfedern hatte ich noch im Fundus, genauso wie einen roten 100 mW 
Laser. Passende M3 Schrauben mit Inbuskopf habe ich bei Amazon geordert. 
Einen halbdurchlässigen Spiegel hatte ich zum Glück auch noch von meinen 
vorangegangenen Optikprojekten.

Weiterführende Links zum Thema Magnetostriktion:
https://de.wikipedia.org/wiki/Magnetostriktion
https://www.spektrum.de/lexikon/physik/magnetostriktion/9390
https://www.researchgate.net/figure/Magnetostriction-curves-characteristic-of-Ni-thick-and-Fe-thin_fig3_321387980
https://encyclopedia2.thefreedictionary.com/Magnetostriction

Wenn die bestellten Teile angekommen sind und ich weiterbasteln konnte, 
berichte ich von meinen Fortschritten. Und wenn ich wo nicht weiterkomme 
habe ich zumindest tatkräftige Unterstützung von shady, dem Hund meiner 
Tochter ;-)

[Christoph E. (stoppi)]

Da das feine Korkmehl aus Portugal eingetroffen ist, konnte ich noch 
weitere Versuche mit meinem Kundtschen Rohr machen. Mit Trillerpfeife 
funktionierte es leider nicht und ich konnte keine Schwingungsbäuche und 
-knoten ausmachen. Mit Leistungsverstärker + Lautsprecher klappte es 
aber dann. Bei f = 600 Hz (Grundschwingung), 1216 Hz (erster Oberton) 
und 1740 Hz (zweiter Oberton) konnte ich schöne stehende Wellen 
beobachten.
Für 1740 Hz waren insgesamt 3 Schwingungsbäuche zu beobachten mit einem 
Abstand von jeweils 10 cm = lambda/2.
Daraus ergibt sich die Schallgeschwindigkeit zu c = lambda * f = 0.2 * 
1740 = 348 m/s, was sehr gut passen würde.
Der Versuch mit dem Kundt'schen Rohr ist somit abgeschlossen...

[Christoph E. (stoppi)]

Der Bau des Michelson-Interferometers schreitet voran, nachdem diese 
Woche die Aluteile eingetroffen sind. Die Platten mit den M3-Gewinde 
musste ich aber zweimal schneiden, nachdem die Schrauben beim ersten Mal 
nicht im Gewinde hielten. Jetzt warte ich noch auf die 
Oberflächenspiegel und den Nickelstab...

Unter einem der Oberflächenspiegel werde ich einen Piezosummer 
montieren, damit ich dessen Position elektrisch verändern kann. Also 
quasi der Versuch zur Elektrostriktion.

[Christoph E. (stoppi)]

So, die simple Piezoansteuerung mittels Spannungsteilerpotentiometer ist 
fertig. Aus Versuchen mit meinem Fabry-Perot-Interferometer weiß ich, 
dass die Längenänderung pro Volt ca. im Bereich von 400 nm liegt. Mit 
der 9V Batterie kann ich also einen größeren Bereich abdecken...

Die Grundplatte hat nun Füße und die ersten Komponenten sind darauf 
festgeschraubt. Die Spule für die Magnetostriktion ist auch schon 
fertig. Ihr ohmscher Widerstand beträgt 6.4 Ohm und die Flussdichte B 
beträgt 2.2 mT pro Volt. Das entspricht einer magnetischen Feldstärke 
von 1751 A/m pro Volt. Gehe ich also mit der Spannung bis auf 30 V rauf, 
erziele ich damit eine Feldstärke von 52530 A/m. Damit komme ich in die 
Gegend der gesättigten Magnetostriktion bei Nickel (siehe obiger Graph 
Michelson-Interferometer_45). Das würde also auch einigermaßen passen, 
mal schauen...

[Christoph E. (stoppi)]

Der 10 cm lange Nickelstab (Durchmesser 8 mm) ist angekommen und ich 
konnte axial vorsichtig ein M3-Gewinde hineinschneiden. Damit fixiere 
ich die Spiegelhalterung. Jetzt warte ich eigentlich nur noch auf die 
Oberflächenspiegel von Astromedia, dann kann ich schön langsam den 
Aufbau finalisieren...

Auf Amazon habe ich mir noch 8 mm und 12 mm Wellenhalterungen bestellt 
für den Nickelstab bzw. die Aufweitungslinse am Ausgang des 
Michelson-Interferometers.

Links:
https://www.amazon.de/dp/B086TYFVK7
https://www.amazon.de/gp/product/B07QDHMXCK

[Christoph E. (stoppi)]

Die Oberflächenspiegel von Astromedia sind angekommen. Ganz perfekt ist 
ihre Oberfläche leider nicht. Mal schauen, ob dies einen negativen 
Einfluss auf die Ergebnisse hat. Jetzt fehlen nur noch die beiden 
Wellenhalterungen. Die sollten morgen und am Samstag ankommen...

Und dann habe ich meinen Mini-Marxgenerator angeworfen. Gespeist wird er 
von einem 3kV/DC HV-Modul. Gibt dann am Ausgang schöne Entladungen von 
ca. 15 mm Länge. Einen deutlich größeren Marxgenerator mit ca. 150 kV am 
Ausgang habe ich ja schon vor längerer Zeit gebastelt.

Hier der Link dazu: https://stoppi-homemade-physics.de/marxgenerator/

[Wegstaben V. (wegstabenverbuchsler)]

um es nochmal zu erwähnen:

Ich finde das absolut großartig, wie du McGyver mäßig aus "fast nix" 
wundervolle Experimente zusammen baust und dokumentierst!

[Christoph E. (stoppi)]

Vielen Dank für deinen netten Kommentar, Wegstabenverbuchsler. Das ist 
eigentlich die Intention meiner Physikprojekte. Mit wenig Geld und 
einfachen Werkzeug anspruchsvollere Experimente umzusetzen...

Heute ist die 8 mm Wellenhalterung angekommen und so konnte ich den 
Aufbau fortsetzen und erstmals testen. Es sind schöne 
Interferenzstreifen zu sehen, Heureka...

Jetzt muss ich nur noch die Halterung für die Aufweitungslinse 
montieren, dann kann ich die Magnetostriktion überprüfen. Die 
Elektrostriktion mit dem Piezoelement habe ich bereits durchgeführt. Ich 
erhalte bei 0-8V so ziemlich genau eine vollständige Wanderung der 
Interferenzstreifen, also eine Wegänderung von lambda/2 = ca. 325 nm. 
Das ist weniger als gedacht. Ich werde die Piezoscheibe noch mit mehr 
Spannung ansteuern und die Wanderung der Streifen kontrollieren...

[Christoph E. (stoppi)]

Ich habe heute den Versuch zur Elektrostriktion mit der Piezoscheibe für 
Spannungen von 0-24V wiederholt und das Interferenzmuster wandert dabei 
um 3 vollständige Ringe, was einer Wegänderung von 3 * lambda/2 = ca. 
1000 nm entspricht. Die Piezoscheibe verändert also ihre Dicke um 
1000/24 = ca. 40 nm/Volt. Das ist wie schon gesagt weniger als gedacht. 
Soweit ich das richtig in Erinnerung habe, hat sich der Piezo im 
Fabry-Perot-Interferometer um ca. 325 nm/V gedehnt. Müsste es aber noch 
einmal überprüfen. Wundert mich aber, wenn dermaßen große Unterschiede 
zwischen den Piezos bestehen würde...

Und dann habe ich noch den Versuch zur Magnetostriktion durchgeführt. 
Ich konnte eine schöne Wanderung der Interferenzstreifen beim Anlegen 
des Magnetfelds beobachten. Diese rührt eindeutig vom Magnetfeld her und 
nicht von einer eventuellen Erwärmung des Nickelstabs in der Spule, da 
ich die Richtung der Wanderung durch Reduzierung des Magnetfelds wieder 
gleich umkehren konnte.

Wenn ich die Spannung an der Spule von 1.4 V auf 3.4 V erhöhe, wandert 
das Interferenzmuster um 1 kompletten Ring, was einer Wegänderung von 
Lambda/2 = 325 nm entspricht. Das Magnetfeld der Spule beträgt im 
Inneren 1751 A/m pro Volt. Ich gehe von einem mittleren Magnetfeld von 
1500 A/m pro Volt aus. Also hat sich das Magnetfeld bei einer 
Spannungserhöhung um 2 V um 3000 A/m gesteigert. Die Länge des 
Nickelstabs innerhalb der Spule betrug ca. 7 cm. Also ergibt dies eine 
relative Längenänderung von 325 nm/0.07 m bei einer Magnetfeldsteigerung 
um 3000 A/m. Die Steigung macht also 1.55 * 10^-9 1/A/m aus.

Ich habe dann die Anfangssteigungen der relativen Längenänderung anhand 
mehrerer Graphen bestimmt. Bei einer Abbildung komme ich auf eine 
relative Längenänderung von 1.68 * 10^-9 pro A/m. Das würde sehr gut 
passen. In einem anderen Graphen beträgt die Anfangssteigung allerdings 
5 * 10^-9 pro A/m. Also unterscheiden sich auch die Internetquellen 
gehörig...

[Gerhard O. (gerhard_)]

Moin,

Ist es möglich, daß die Piezoscheibe in so einer Weise ungünstig 
montiert ist, so dass die freie Bewegung der Zentralregion der Scheine 
etwas behindert wird?

Vielleicht montiere die Piezoscheibe so, daß sie in 120 Grad Abständen 
nur an den Seiten gehalten wird. Dann kann sich der Transducer frei 
bewegen. Auch ein kleiner Lautsprecher (Hörkapsel) ließe sich dafür 
verwenden. Dann brauchst Du halt stabile Stromeinstellung für die 
Bewegung der Membrane.

Die Sensecomp Series 6500 Transducer dürften sich auch dafür gebrauchen 
lassen; allerdings wird dazu eine viel grössere Spannung notwendig sein.

Ich verwendete vor Jahren als Experiment auch so ein Verfahren um einen 
DRO auf 10GHz in einer PLL als "Abstimmdiode" missbraucht, abzustimmen.

Das ist für mich übrigens eines Deiner tollsten Experimente. Hätte 
selber Lust es im Winter nachzuvollziehen.

Gerhard

[Christoph E. (stoppi)]

Möchte man anstelle der Interferenzstreifen Ringe erhalten, muss man 
eine Sammellinse (Anm.: Meine stammt wieder von Astromedia und besitzt 
eine Brennweite von f = 26.5 mm) in einen der beiden Michelson-Arme 
einbauen.

Anhand der Interferenzringe sieht man eine Wanderung des 
Interferenzbilds etwas besser als bei den Streifen. Ich habe aber nach 
wie vor leichte Probleme mit der Elektrostriktion und Magnetostriktion. 
Bei der Elektrostriktion wandert das Muster einigermaßen kontinuierlich, 
wenn ich die Piezospannung verstelle. Allerdings nur um ca. 1 Ring bei 8 
V, was mMn deutlich zu wenig ist. Dies wären nämlich nur ca. 40 nm/V. 
Ich habe deshalb neue Piezoscheiben bestellt. Wenn diese angekommen 
sind, teste ich sie gleich…

Bei der Magnetostriktion wandern zwar mehr Ringe, aber es ist keine so 
schöne stetige Veränderung des Musters feststellbar. Vielmehr scheint 
das Muster bei Veränderung des Magnetfelds zu springen. So kann ich dann 
nur schwer sagen, wieviele Ringe es weitergewandert ist. Auch darum 
werde ich mich noch kümmern. Wenn ich die Spiegel mit der Hand bewege, 
wandert das Muster aber wie zu erwarten ist, sehr stark. Von daher 
scheint es einmal prinzipiell mit den Interferenzen zu passen.

[Christoph E. (stoppi)]

Eine sehr einfache Schaltung zum Thema magnetische Levitation habe ich 
noch im Köcher. Benötigt wird ein Hallsensor SS495, ein 
Operationsverstärker, paar Widerstände und Kondensatoren, ein IRF4905 
und eine Spule Kupferlackdraht.

Mit dem Potentiometer kann der optimale Arbeitspunkt eingestellt 
werden...